Зимой земля вокруг дома превращается в домкрат. Вода в грунте замерзает, расширяется и давит вверх с силой в несколько тонн на квадратный метр. Фундамент, который этого не учитывает, за пару зим уходит в трещины. Разбираем, на какую глубину промерзает грунт в Екатеринбурге и что с этим делают.
Что такое глубина промерзания и откуда берут цифру
Глубина промерзания это отметка, до которой зимой холод доходит в землю. Ниже неё грунт остаётся талым круглый год.
Цифру не выдумывают. Её считают по формуле из свода правил СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений». Свод правил это действующий строительный норматив, бывший СНиП.
В формулу подставляют две вещи. Первая: сумма среднемесячных минусовых температур конкретного города. Вторая: коэффициент грунта, у каждого типа свой.
Для Екатеринбурга сумма зимних минусов около 45 градусов. Отсюда и получаются рабочие цифры по разным грунтам.
Важная деталь, про которую забывают. Расчёт даёт глубину для открытой площадки, которую зимой чистят от снега. Под настоящим домом картина другая, и нормы вводят поправку.
- Дом не отапливается зимой (стройка, дача, баня): к расчётной глубине добавляют десять процентов.
- Дом отапливается и живёт круглый год: тепло из дома греет грунт под ним, глубина уменьшается в полтора-два раза.
Поэтому в работе мы берём 1,8 м по суглинку, а не расчётные 1,55. Дом на этапе стройки зимует холодным, и первая зима для фундамента самая опасная.
Глубина промерзания в Екатеринбурге и по области
Область вытянута с юга на север почти на 600 км, и зима в Серове совсем не такая, как в Екатеринбурге. Цифры в таблице посчитаны по той же формуле, округлены до пяти сантиметров.
Температуры для расчёта берут не из прогноза погоды, а из отдельного норматива: СП 131.13330.2020 «Строительная климатология». Там по каждому городу есть таблица средних температур по месяцам.
| Город | Суглинок и глина | Песок мелкий | Песок крупный |
|---|---|---|---|
| Екатеринбург | 1,55 м | 1,90 м | 2,05 м |
| Берёзовский, Верхняя Пышма, Среднеуральск | 1,55 м | 1,90 м | 2,05 м |
| Первоуральск, Ревда | 1,60 м | 1,95 м | 2,10 м |
| Каменск-Уральский | 1,55 м | 1,90 м | 2,05 м |
| Нижний Тагил | 1,70 м | 2,05 м | 2,20 м |
| Серов | 1,80 м | 2,20 м | 2,35 м |
| Ивдель, север области | 1,90 м | 2,30 м | 2,45 м |
Разброс по области почти 40 см. Для сваи это полметра лишней стали, для ленты кубометры грунта и бетона.
К цифре из таблицы добавьте десять процентов, если дом зимует без отопления. Для Екатеринбурга это даёт 1,7 м по суглинку, и округление до 1,8 м нормальный инженерный запас. Именно от этой отметки мы и считаем.
Морозное пучение: почему земля поднимает дом
Вода при замерзании увеличивается в объёме примерно на девять процентов. Школьный факт, из-за которого лопаются трубы.
В грунте происходит то же самое. Вода в порах глины замерзает, грунт разбухает и растёт вверх. Это и называют морозным пучением.
Сила давления огромная. Мёрзлый пучинистый грунт поднимает нагрузку до 10-15 тонн на квадратный метр подошвы. Лёгкий каркасный дом такое просто отрывает от земли.
Работают пучение в двух направлениях. Снизу оно давит на подошву фундамента. А сбоку мёрзлая земля прилипает к стенкам бетона и тянет его вверх, это называют касательными силами.
Второй механизм коварнее. Даже глубокую ленту, которая стоит ниже промерзания, боковые силы умеют тащить наверх. Лечится это гладкой наружной поверхностью: гидроизоляция плюс скользящий слой из плотной плёнки.
Главная подлость пучения в неравномерности. Один угол дома поднялся на восемь сантиметров, соседний на два. Бетон такое перекручивание не терпит и трескается.
Какие грунты у нас пучит, а какие нет
Пучит не всякая земля. Нужна вода, которой есть где задержаться.
Вот что обычно попадается под Екатеринбургом.
| Грунт | Как пучит | Что с ним делают |
|---|---|---|
| Глина, мнётся в руке | сильно, до 10 см за зиму | сваи ниже промерзания либо мелкая лента с утеплением |
| Суглинок, самый частый у нас | заметно, 3-5 см | любой вариант, но с подушкой и отводом воды |
| Супесь | умеренно | подушка и утеплённая отмостка решают |
| Песок крупный и средний | почти не пучит, вода уходит | можно мелкую ленту, но промерзает глубже глины |
| Торф, поймы Исети и Патрушихи | пучит и вдобавок садится годами | только опора до плотного слоя под торфом |
| Насыпной грунт от прошлой стройки | непредсказуемо | проходим насквозь, опираемся на слой под ним |
Отдельно смотрим воду. Если грунтовая вода стоит выше отметки промерзания, пучение усиливается в разы: воде есть откуда подтягиваться к фронту замерзания.
Как узнать свой грунт на участке
Проще, чем кажется. Выкопайте ямку на штык лопаты и помните землю в руке.
- Катается в колбаску и не рассыпается глина. Самый пучинистый вариант.
- Колбаска получается, но трескается суглинок. Наш обычный грунт.
- Крошится в руке, чувствуются песчинки супесь или песок.
- Чёрное, лёгкое, пахнет болотом торф. Тут нужна опора до плотного слоя под ним.
Ямка покажет только верхний слой. На глубине сваи или подошвы ленты может лежать совсем другое.
Поэтому на замере мы бурим две пробные скважины ручным буром, бесплатно. Берёт он 2-2,5 м, этого хватает под баню, каркасник или дом из бруса.
Когда нужна настоящая геология
Под тяжёлый дом из газобетона или кирпича пробных скважин мало. Заказывают геологию: бурение на 6-8 м с лабораторным разбором слоёв и замером воды по сезонам.
Лаборатория даёт главную цифру сколько килограммов на сантиметр грунт держит без просадки. Ориентиры по типам грунта есть в нормах: Приложение Б к СП 22.13330.2016 «Расчётные сопротивления грунтов оснований».
Стоит геология 35-60 тысяч рублей. На фоне кирпичного дома это копейки, а ошибка в выборе фундамента стоит сотни тысяч.
Признаки, что фундамент уже подняло
Пучение редко показывает себя сразу. Обычно всё вылезает на вторую или третью зиму.
На что смотреть:
- Косые трещины в цоколе или на стене. Идут от угла проёма вверх под углом примерно 45 градусов.
- Двери и окна зимой заедают, летом снова нормально. Сезонность главная улика пучения.
- Крыльцо или веранда отходят от дома. У них своя мелкая опора, и ходят они отдельно.
- Полы на первом этаже перестали быть горизонтальными. Проверяется уровнем или шариком на полу.
- Отмостка треснула и отошла от цоколя. Через эту щель вода идёт прямо к фундаменту, и дальше становится только хуже.
Первым делом надо понять, живая трещина или замершая. На неё ставят гипсовый маячок: лепёшку гипса поперёк трещины. Треснул маячок за сезон движение продолжается.
Дальше лечат причину, а не следствие. Заделать трещину раствором без отвода воды и утепления деньги на ветер, через зиму она откроется снова.
Три рабочих способа не воевать с пучением
Способов ровно три. Они давно известны, и четвёртого никто не придумал.
Первый: опереться ниже промерзания. Классика. Винтовые сваи на 2,5 м, буронабивные, то есть бетонные столбы прямо в пробуренной на участке скважине, или заглублённая лента на всю отметку. Под подошвой грунт не промерзает, поднимать нечему.
Второй: убрать условия для пучения. Мелкая лента на 60-80 см, под ней подушка из песка, вокруг утеплённая отмостка. Песок воду не держит, а утепление не пускает холод к подошве.
Третий: сделать опору такой, чтобы подъём её не ломал. Это монолитная плита: жёсткий бетонный лист под всем домом. Поднимается она целиком, как поднос, и перекоса внутри не возникает.
Сравним по деньгам на примере дома 8×10 м.
| Решение | Порядок цены | Когда выбираем |
|---|---|---|
| Винтовые сваи 2,5 м, 20 штук с обвязкой | от 145 000 ₽ | дерево, каркас, уклон, торф, сжатые сроки |
| Заглублённая лента 1,8 м | от 560 000 ₽ | нужен подвал или цокольный этаж |
| Мелкая лента 0,7 м плюс утеплённая отмостка | от 340 000 ₽ | газобетон и кирпич без подвала |
| Монолитная плита 250 мм с утеплением | от 620 000 ₽ | слабый грунт, высокая вода, нужен готовый пол |
Видно главное. Воевать с промерзанием в лоб, то есть копать на 1,8 м, дороже всего. Поэтому под лёгкий дом почти всегда выгоднее сваи, а под тяжёлый мелкая лента с утеплением.
Утеплённая отмостка: как она работает и сколько стоит
Отмостка это полоса вокруг дома с уклоном от стены. Обычная отмостка просто уводит дождь и талую воду подальше от фундамента.
Утеплённая делает больше. Под бетон кладут плиты пенополистирола, и земля под ними перестаёт промерзать.
Толщина утеплителя и ширина полосы
Рабочие размеры для Екатеринбурга:
- Толщина утеплителя 50 мм для отапливаемого дома, 100 мм для дачи и бани без зимнего отопления.
- Ширина полосы 1-1,2 м. Правило простое: ширина примерно равна глубине промерзания, делённой пополам.
- Уклон от стены 2-3 см на метр. Меньше вода будет стоять, больше зимой скользко ходить.
- Обязательный кусок утеплителя на углах. Углы промерзают с двух сторон, там плиты кладут шире на полметра.
Какой утеплитель годится в землю
Материал нужен один конкретный: экструдированный пенополистирол, он же ЭППС. Это плотные плиты, которые не тянут воду и не сминаются под бетоном. Обычный белый пенопласт в земле намокает и через несколько лет перестаёт греть.
Цена утеплённой отмостки у нас начинается от 3 100 ₽ за погонный метр при ширине 1,2 м. Сюда входит выемка грунта, подсыпка, утеплитель, армирование и бетон. Армирование это стальная сетка внутри бетона, она держит полосу от растрескивания. Подробности и варианты покрытия на странице отмостка вокруг дома.
Делать её нужно в тот же сезон, что и фундамент. Дом, перезимовавший без отмостки, с вероятностью около половины встретит весну с трещиной.
Какая глубина нужна винтовым сваям
Со сваями всё проще, чем с лентой. Важна не длина трубы, а отметка, на которой встала лопасть.
Лопасть это стальной винт на конце сваи, именно он несёт вес дома. Поднимать сваю будет тот грунт, который промёрз вокруг трубы, а держать грунт под лопастью.
Для Екатеринбурга рабочая длина 2,5 м. Лопасть при этом оказывается на 2,2-2,4 м, с запасом ниже промерзания.
Короткие сваи по 1,5-2 м, которыми завлекают низкой ценой, на наших грунтах не работают. Лопасть встаёт в зону промерзания, и сваю выдавливает вместе с мёрзлой землёй.
Боковое прилипание на сваях тоже есть, но площадь трубы маленькая, и сила выходит небольшая. Вес дома её перекрывает. Как считают количество и длину опор, разобрали в статье расчёт фундамента.
Вода на участке: когда нужен дренаж
Пучение и вода связаны напрямую. Сухой грунт не пучит, даже если он глиняный.
Уровень грунтовых вод смотрят весной, в апреле или мае. Это пик: снег растаял, земля насыщена. Летний замер покажет красивую, но бесполезную картину.
Когда дренаж действительно нужен:
- вода в пробной скважине стоит выше 1,5 м от поверхности;
- участок в низине, и весной вокруг стоят лужи неделями;
- в доме запроектирован подвал или цокольный этаж;
- рядом склон, и вода идёт по нему в вашу сторону.
Дренаж это кольцо перфорированных труб вокруг дома ниже подошвы фундамента, засыпанное щебнем. Вода собирается в трубы и уходит в колодец или канаву.
Если подвала нет и вода глубже двух метров, дренаж обычно лишняя трата. Хватает утеплённой отмостки и нормального водостока с крыши.
Водосток, кстати, недооценивают. Труба, которая льёт дождь прямо под цоколь, за один сезон делает из сухого суглинка сильно пучинистый.
Пять ошибок, которые обходятся дороже всего
Мелкая лента без утепления. Самая частая и самая дорогая. Лента на 60 см по уральской глине ходит каждый сезон, пока стена не треснет.
Глубина по совету соседа. У соседа может быть песок, а у вас суглинок с водой на метре. Два участка через забор это два разных фундамента.
Фундамент оставили зимовать без нагрузки. Залили ленту осенью и бросили до весны. Дома сверху нет, прижимать нечем, и пучение работает в полную силу. Если зимовать всё же приходится, ленту укрывают и засыпают снегом.
Обратная засыпка той же глиной. Вынули глину, залили бетон, засыпали пазухи обратно глиной. Теперь пучинистый грунт прижат вплотную к стенкам. Засыпать надо песком.
Отмостку отложили на следующий год. Классика с понятной логикой: деньги кончились. Результат виден весной в виде трещины, и её ремонт стоит дороже отмостки.
Отдельная история заливка бетона в мороз. Расчётная зимняя температура в Екатеринбурге минус 32 °C. Без прогрева и укрытия бетон в такой холод набирает около трети проектной прочности, и исправить это потом нельзя. Мы льём бетон с мая по сентябрь, а сваи ставим круглый год: им мороз не мешает.
Что делать с этими цифрами
Найдите свой город в таблице и запомните цифру. Это отметка, ниже которой грунт не промерзает.
Дальше посмотрите, что у вас под участком. Песок выдыхайте, вариантов много. Глина или суглинок с водой выбор между сваями и мелкой лентой с утеплением.
Потом сверьте смету подрядчика. Если в ней мелкая лента и нет ни утеплителя, ни песчаной подушки, это повод задать вопрос до подписания, а не после второй зимы.
Как выбрать тип основания под свой дом, сравниваем на странице фундамент под дом. Порядок работ от заявки до акта расписан в регламенте, а грунты и глубины по нашим объектам в статистике.
И главное. Таблица говорит про город, а фундамент стоит на вашем участке. Что там на самом деле, показывает только бур.
